6. Лизосомы, компоненты, особенности химического состава, функции.

6. Лизосомы, компоненты, особенности химического состава, функции.

Лизосомы наиболее мелкие органеллы цитоплазмы (0, 2–0, 4 мкм) и поэтому открытые (де Дюв, 1949 г. ) только с использованием электронного микроскопа. Представляют собой тельца, ограниченные липидной мембраной и содержащие электронноплотный матрикс, состоящий из набора гидролитических белков-ферментов (50 гидролаз), способных расщеплять любые полимерные соединения (белки, липиды, углеводы и их комплексы) на мономерные фрагменты. Маркерным ферментом лизосом является кислая фосфатаза.
Функция лизосом обеспечение внутриклеточного пищеварения, то есть расщепления как экзогенных, так и эндогенных веществ.
Классификация лизосом:
· первичные лизосомыэлектронноплотные тельца;
· вторичные лизосомыфаголизосомы, в том числе аутофаголизосомы;
· третичные лизосомы или остаточные тельца.
Истинными лизосомами являются мелкие электронноплотные тельца, образующиеся в пластинчатом комплексе.
Пищеварительная функция лизосом начинается только после слияния лизосомы с фагосомой, то есть фагоцитированным веществом, окруженным билипидной мембраной. При этом образуется единый пузырекфаголизосома, в которой смешивается фагоцитированный материал и ферменты лизосомы. После этого начинается расщепление (гидролиз) биополимерных соединений фагоцитированного материала на мономерные молекулы (аминокислоты, моносахара и так далее). Эти молекулы свободно проникают через мембрану фаголизосомы в гиалоплазму и затем утилизируются клеткой, то есть используются или для образования энергии или на построение биополимерных структур. Но не всегда фагоцитированные вещества расщепляются полностью.
Дальнейшая судьба оставшихся веществ может быть различной. Некоторые из них могут быть выведены из клетки посредством экзоцитоза, по механизму обратному фагоцитозу. Некоторые вещества (прежде всего липидной природы) не расщепляются лизосомальными гидролазами, а накапливаются и уплотняются в фаголизосоме. Такие образования называются третичными лизосомами или остаточными тельцами. В процессе фагоцитоза и экзоцитоза осуществляется регуляция мембран в клетке: в процессе фагоцитоза часть плазмолеммы отшнуровывается и образует оболочку фагосомы, в процессе экзоцитоза эта оболочка снова встраивается в плазмолемму. Установлено, что некоторые клетки в течение часа полностью обновляют плазмолемму.
Кроме рассмотренного механизма внутриклеточного расщепления фагоцитированных экзогенных веществ, таким же способом разрушаются эндогенные биополимеры – поврежденные или устаревшие собственные структурные элементы цитоплазмы. Вначале такие органеллы или целые участки цитоплазмы окружаются билипидной мембраной и образуется вакуоль аутофаголизосома, в которой осуществляется гидролитическое расщепление биополимерных веществ, как и в фаголизосоме.
Следует отметить, что все клетки содержат в цитоплазме лизосомы, но в различном количестве. Имеются специализированные клетки (макрофаги), в цитоплазме которых содержится очень много первичных и вторичных лизосом. Такие клетки выполняют защитные функции в тканях и называются клетками-чистильщиками, так как они специализированы на поглощение большого числа экзогенных частиц (бактерий, вирусов), а также распавшихся собственных тканей.
Пероксисомы– микротельца цитоплазмы (0, 1–1, 5 мкм), сходные по строению с лизосомами, однако отличаются от них тем, что в их матриксе содержатся кристаллоподобные структуры, а среди белков-ферментов содержится каталаза, разрушающая перекись водорода, образующуюся при окислении аминокислот.

7. Ультрамикроскопическое строение митохондрий

8. Рибосомы, формы организации, их функции

Рибосомы представляют собой мелкие электронно-плотные частицы размером примерно 20 х 30 нм. Они состоят из четырех типов рРНК и почти 80 различных белков. Существуют два класса рибосом. Один класс обнаруживается у прокариот, в хлоропластах и митохондриях, другой — встречается в эукариоти-ческих клетках. Оба класса рибосом состоят из двух субъединиц различного размера. В эукариотических клетках молекулы РНК обеих субъединиц образуются в ядре. Их многочисленные белки синтезируются в цитоплазме, после чего переносятся в ядро и связываются с рРН К. Субъединицы затем покидают ядро через ядерные поры, попадают в цитоплазму и участвуют в синтезе белка.

Синтез белка в клетке (схема). А — клетки, синтезирующие белки (изображены в виде спиралей), которые должны остаться в цитоплазме, содержат свободные (т. е. не связанные с эндоплазматической сетью) полирибосомы. Б — при сегрегации белков в эндоплазматической сети и их возможном выделении из цитоплазмы (экспорт белков) происходит не только связывание полирибосом с мембранами гранулярной эндоплазматической сети (грЭПС), но и перемещение образуемых ими белков в полость этой органеллы через ее мембрану. Указанным путем от цитоплазмы отделяются белки, способные оказать на нее нежелательное действие (особенно ферменты, такие, как рибонуклеазы и протеазы).

Рибосомы характеризуются интенсивной базофилией вследствие присутствия многочисленных фосфатных групп в составляющих их рРНК, которые обладают свойствами полианионов. Поэтому участки цитоплазмы, которые содержат много рибосом, интенсивно окрашиваются основными красителями, такими, как метиленовый и толуидиновый синий. Эти базофильные участки окрашиваются также и гематоксилином. Отдельные рибосомы удерживаются вместе нитью и РНК, при этом образуются полирибосомы (полисомы). Информация, переносимая иРНК, является кодом, обозначающим последовательности аминокислот белков, синтезируемых клеткой. При этом рибосомы играют важную роль в декодировании (расшифровке), или переводе (трансляции), этого сигнала в ходе белкового синтеза. Белки, которые предназначены для последующего использования внутри клетки и остающиеся в цитозоле (например, гемоглобин в незрелых эритроцитах), синтезируются на полирибосомах, располагающихся в цитоплазме в виде изолированных скоплений. Полирибосомы, прикрепленные к мембранам ЭПС (посредством их большой субъединицы), транслируют иРНК, которые кодируют белки, подвергающиеся сегрегации в цистернах ЭПС. Эти белки могут секретироваться (например, ферменты поджелудочной и слюнных желез) или накапливаться в клетке (например, ферменты лизосом, белки гранул белых кровяных клеток — лейкоцитов). Помимо этого, на полирибосомах, прикрепленных к мембранам ЭПС, синтезируются интегральные белки плазматической мембраны.